无氮燃气的制取方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种无氮燃气的制取方法与装置。采用氧气和工业窑炉循环烟气中的CO2配成富氧作为气化的气化剂生产无氮燃气，所述无氮燃气的制取装置具有：氧气制备单元，用于制备氧气作为氧源；循环烟气CO2回收单元，回收窑炉尾气中的CO2，作为富氧的配气；富氧混合器，氧气制备单元制备的氧气以及循环烟气CO2回收单元回收的CO2被以所需比例输送到富氧混合器，在富氧混合器进行混合，形成用于非纯氧气化的富氧气体；以及非纯氧气化装置，从富氧混合器送来的富氧气体在非纯氧气化装置中与化石能源发生部分氧化还原反应，生成用于工业窑炉产生热源的燃气。生热源的燃气。生热源的燃气。

【技术实现步骤摘要】
无氮燃气的制取方法与装置


[0001]本专利技术涉及一种无氮燃气的制取方法与装置，属于无氮燃气富氧燃烧工艺
；该无氮燃气的制取方法与装置采用氧气和工业窑炉循环烟气中的CO2配成富氧作为气化的气化剂生产无氮燃气，适用于工业窑炉的无氮燃烧。

技术介绍

[0002]玻璃工业是能耗大户，我国目前有玻璃窑炉数千座，热效率及热能利用率比较低，而且产品单耗大、成本高、污染大，随着全球能源供给的不平衡及地域危机的加剧，燃料价格的不断上涨，玻璃生产的成本越来越高。我国工业窑炉目前使用燃料种类是：燃煤炉、燃油炉、天然气炉、全电熔炉等，其中使用燃煤和煤制燃气为燃料占到所有使用能源60％以上的比例。燃料成本占玻璃生产成本已由30％上升为40％左右，严重影响着行业的经济效益。因此，玻璃行业燃料对节能技术的需求非常迫切。
[0003]有史以来，玻璃熔窑一直都是以空气作为助燃介质。目前国内有很多工业窑炉使用的是采用空气气化技术生产的燃气，燃气热值低、辐射能力差，该燃气中氮气高达30～40％，导致工业窑炉的尾气产生大量NOx。NOx气体排入大气层极易形成酸雨造成环境污染。
[0004]按气体辐射特点，只有三原子和多原子气体具有辐射能力，双原子几乎无辐射能力；无辐射能力的氮气所占比例越高，炉气的黑度越小，影响了炉气对玻璃液的辐射力。并且，空气中只有21％的氧气参与助燃，78％的氮气不仅不参与燃烧，大量氮气被无谓地加热，在高温下排入大气，浪费能源。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述问题，经过对现有燃烧系统的分析研究，认为采用空气助燃是导致高能耗、高污染、温室效应高的重要因素。本专利技术提供一种无氮燃气的制造装置与方法。该无氮燃气克服了以往燃料存在的技术问题。
[0006]本专利技术涉及一种无氮燃气的制取装置，该无氮燃气的制取装置采用氧气和工业窑炉循环烟气中的CO2配成用于非纯氧气化的富氧作为气化剂生产燃气，所述无氮燃气的制取装置具有：氧气制备单元，用于制备氧气作为氧源；循环烟气CO2回收单元，回收窑炉尾气中的CO2，作为富氧的配气；富氧混合器，氧气制备单元制备的氧气以及循环烟气CO2回收单元回收的CO2被以所需比例输送到富氧混合器，在富氧混合器进行混合，形成用于非纯氧气化的富氧气体；以及非纯氧气化装置，从富氧混合器送来的富氧气体在非纯氧气化装置中与化石能源发生部分氧化还原反应，生成用于工业窑炉产生热源的燃气。
[0007]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取装置，也可以是，所述氧气制备单元制备的氧气被以0.05～0.2MPa的压力输送到富氧混合器。
[0008]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取装置，也可以是，作为富氧配气的所述CO2被升压至0.05～0.2MPa后，送至富氧混合器。
[0009]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取装置，也可以是，所述氧气制备单元制备
的氧气纯度为大于90v％。
[0010]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取装置，也可以是，所述CO2是来自净化后的工业窑炉循环烟气。
[0011]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取装置，也可以是，所述CO2是工业窑炉烟气经过余热回收、除尘、脱硫后得到的。
[0012]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取装置，也可以是，在所述富氧混合器形成的富氧浓度为21～70v％。
[0013]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取装置，也可以是，所述循环烟气CO2回收单元收集的CO2在送入所述富氧混合器前，要经过压力调整装置，以使气体压力适宜在设备中传送。
[0014]本专利技术涉及一种无氮燃气的制取方法，采用氧气和工业窑炉循环烟气中的CO2配成用于非纯氧气化的富氧作为气化剂生产燃气，所述方法具有如下步骤：氧气制备步骤，用于制备氧气作为氧源；循环烟气CO2回收步骤，回收窑炉尾气中的CO2，作为富氧的配气；富氧混合步骤，将所述氧气制备步骤制备的氧气以及所述循环烟气CO2回收步骤回收的CO2被以所需比例进行混合，形成用于非纯氧气化的富氧气体；以及非纯氧气化步骤，由富氧混合步骤形成的富氧气体与化石能源发生部分氧化还原反应，生成用于工业窑炉产生热源的燃气。
[0015]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取方法，也可以是，所述氧气制备步骤制备的氧气被以0.05～0.2MPa的压力输送到富氧混合器。
[0016]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取方法，也可以是，作为富氧配气的所述CO2被升压至0.05～0.2MPa后，与氧气一起进行富氧混合。
[0017]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取方法，也可以是，所述氧气制备步骤制备的氧气纯度为大于90v％。
[0018]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取方法，也可以是，在所述富氧混合步骤形成的富氧浓度为21～70v％。
[0019]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取方法，也可以是，所述CO2来自净化后的工业窑炉循环烟气。
[0020]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取方法，也可以是，所述CO2是工业窑炉烟气经过余热回收、除尘、脱硫后得到的。
[0021]本专利技术另一方面所述的无氮燃气的制取方法，也可以是，还具有压力调整步骤，所述循环烟气CO2回收步骤收集的CO2在进行所述富氧混合步骤前，对所述压力进行调整，以使气体压力适宜在设备中传送。
[0022][专利技术效果][0023]本专利技术的有益效果是：
[0024]采用无氮富氧做气化剂替代空气气化，即循环烟气中的CO2替代空气气化剂中的氮气，可以减少工业窑炉燃料型氮氧化物的产生，减少工业窑炉燃料型的NOx的产生，有利于环境保护。
[0025]另外，CO2替代空气气化剂中的氮气，作为气化剂参与气化反应，生成一氧化碳，增加燃气热值，反应方程式：C+CO2→
2CO。增加一氧化碳含量，从而增加了燃气热值，提高了能
源利用效率，有利于节约能源。
[0026]按气体辐射特点，只有三原子和多原子气体具有辐射能力，双原子几乎无辐射能力；无辐射能力的氮气所占比例越高，炉气的黑度越小，影响了窑炉内的辐射力；采用CO2气体替代氮气后，提高了燃气的辐射系数，提升了炉气黑度及对窑炉内的辐射力度。
[0027]因此，通过氧气+循环烟气CO2制成的富氧作为气化剂进行无氮燃气的制取，该工艺技术不但提高了燃气热值和辐射系数，同时减少工业窑炉燃料型NOx的生成，为工业窑炉增产、节能、减排提供可靠的保证。
附图说明
[0028]图1是无氮燃气的制取装置的示意图。
[0029]图2是无氮燃气的制取方法的流程图。
[0030]附图标记说明：
[0031]1氧气制备装置，2循环烟气CO2回收装置，3鼓风机，4富氧混合器，5富氧输送管道，6非纯氧气化装置，7工业窑炉，8烟气净化系统，9烟囱。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无氮燃气的制取装置，其特征在于，该无氮燃气的制取装置采用氧气和工业窑炉循环烟气中的CO2配成用于非纯氧气化的富氧作为气化剂生产燃气，所述无氮燃气的制取装置具有：氧气制备单元，用于制备氧气作为氧源；循环烟气CO2回收单元，回收工业窑炉尾气中的CO2，作为富氧的配气；富氧混合器，氧气制备单元制备的氧气以及循环烟气CO2回收单元回收的CO2被以所需比例输送到富氧混合器，在富氧混合器进行混合，形成用于非纯氧气化的富氧气体；以及非纯氧气化装置，从富氧混合器送来的富氧气体在非纯氧气化装置中与化石能源发生部分氧化还原反应，生成用于工业窑炉产生热源的燃气。2.如权利要求1所述的无氮燃气的制取装置，其特征在于，所述氧气制备单元制备的氧气被以0.05～0.2MPa的压力输送到富氧混合器。3.如权利要求1所述的无氮燃气的制取装置，其特征在于，作为富氧配气的所述CO2被升压至0.05～0.2MPa后，送至富氧混合器。4.如权利要求1所述的无氮燃气的制取装置，其特征在于，所述氧气制备单元制备的氧气纯度为大于90v％。5.如权利要求1所述的无氮燃气的制取装置，其特征在于，所述CO2是来自净化后的工业窑炉循环烟气。6.如权利要求4所述的无氮燃气的制取装置，其特征在于，所述CO2是工业窑炉烟气经过余热回收、除尘、脱硫后得到的。7.如权利要求1所述的无氮燃气的制取装置，其特征在于，在所述富氧混合器形成的富氧浓度为21～70v％。8.如权利要求1所述的无氮燃气的制取装置，其特征在于，所述循环烟气CO2回收单元收集的CO2在送入所述富氧混合器前，要经过压力调整装置，以使气体压力适宜在设备中传送。9.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王发洲，姜宏，袁坚，张云峰，朱航，刘庆，张香全，吴文军，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：